¿Qué no puede hacer el grafeno? Puede tachar "detectar cáncer" de esa lista.

Al conectar las células cerebrales con el grafeno, Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han demostrado que pueden diferenciar una sola célula cancerosa hiperactiva de una célula normal. señalando el camino para desarrollar un sencillo, herramienta no invasiva para el diagnóstico temprano del cáncer.

"Este sistema de grafeno es capaz de detectar el nivel de actividad de una célula interconectada, "dice Vikas Berry, profesor asociado y jefe de ingeniería química de la UIC, quien dirigió la investigación junto con Ankit Mehta, profesor asistente de neurocirugía clínica en la Facultad de Medicina de la UIC.

"El grafeno es el material más delgado conocido y es muy sensible a cualquier cosa que suceda en su superficie, ", Dijo Berry. El nanomaterial está compuesto por una sola capa de átomos de carbono unidos en un patrón hexagonal de alambre de gallinero, y todos los átomos comparten una nube de electrones que se mueven libremente por la superficie.

"La interfaz de la célula con el grafeno reorganiza la distribución de carga en el grafeno, que modifica la energía de la vibración atómica detectada por espectroscopía Raman, "Berry dijo, refiriéndose a una poderosa técnica de caballo de batalla que se usa habitualmente para estudiar el grafeno.

La energía de vibración atómica en la red cristalina del grafeno difiere dependiendo de si está en contacto con una célula cancerosa o con una célula normal. Berry dijo:porque la hiperactividad de la célula cancerosa conduce a una mayor carga negativa en su superficie y a la liberación de más protones.

"El campo eléctrico alrededor de la célula empuja los electrones en la nube de electrones de grafeno, " él dijo, que cambia la energía de vibración de los átomos de carbono. El cambio en la energía de vibración se puede identificar mediante un mapeo Raman con una resolución de 300 nanómetros, él dijo, permitiendo la caracterización de la actividad de una sola célula.

El estudio, reportado en la revista Interfaces y materiales aplicados ACS , examinó las células cerebrales humanas cultivadas, comparar astrocitos normales con su contraparte cancerosa, el tumor cerebral altamente maligno glioblastoma multiforme. La técnica se está estudiando ahora en un modelo de cáncer de ratón, con resultados "muy prometedores, "Dijo Berry. Los experimentos con biopsias de pacientes estarían más adelante.

"Una vez que un paciente se somete a una cirugía de tumor cerebral, Podríamos usar esta técnica para ver si el tumor recae, "Berry dijo." Para esto, necesitaríamos una muestra de células que pudiéramos interactuar con el grafeno y ver si las células cancerosas todavía están presentes ".

La misma técnica también puede funcionar para diferenciar otros tipos de células o la actividad de las células.

"Es posible que podamos usarlo con bacterias para ver rápidamente si la cepa es grampositiva o gramnegativa, ", Dijo Berry." Es posible que podamos usarlo para detectar células falciformes ".

A principios de este año, Berry y otros compañeros de trabajo introdujeron ondas a nanoescala en el grafeno, haciendo que se conduzca de manera diferente en direcciones perpendiculares, útil para la electrónica. Arrugaron el grafeno colocándolo sobre una cadena de bacterias en forma de varilla, luego, reduciendo al vacío los gérmenes.

"Tomamos el trabajo anterior y lo volteamos, ", Dijo Berry." En lugar de colocar grafeno en las células, colocamos células sobre grafeno y estudiamos las vibraciones atómicas del grafeno ".